Question

（1）如圖1是驗(yàn)證動(dòng)能定理的裝置，除圖示器材外，還有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫(xiě)紙，天平和細(xì)沙．

①你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有______．
②實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是______，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是______．
③圖2是滑塊（質(zhì)量為M）在沙和沙桶的總質(zhì)量為m條件下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的紙帶．測(cè)量數(shù)據(jù)已用字母表示在圖中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T(mén)．則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為_(kāi)_____B-

x

2A

4T2)

Answer 1

【答案】分析：（1）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，得到需要驗(yàn)證的表達(dá)式，從而確定需要的器材；
②實(shí)驗(yàn)要測(cè)量滑塊動(dòng)能的增加量和合力做的功，用沙和沙桶的總質(zhì)量表示滑塊受到的拉力，對(duì)滑塊受力分析，受到重力、拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，必須使重力的下滑分量等于摩擦力；同時(shí)重物加速下降，處于失重狀態(tài)，故拉力小于重力，可以根據(jù)牛頓第二定律列式求出拉力表達(dá)式分析討論；
③實(shí)驗(yàn)要測(cè)量滑塊動(dòng)能的增加量和合力做的功，求出合力的功和動(dòng)能的增加量即可．
（2）①本題考查了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的具體應(yīng)用，熟悉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用細(xì)節(jié)即可正確解答本題．
②勻變速直線運(yùn)動(dòng)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，可以通過(guò)求AE的平均速度表示C點(diǎn)的瞬時(shí)速度，利用逐差法求出加速度大小，然后根據(jù)根據(jù)牛頓第二定律：mg-f=ma可以求出阻力大小．
解答：解：（1）①以小車(chē)為對(duì)象驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，合外力做的功為：mgL，小車(chē)動(dòng)能的變化量為：，所以我們需要驗(yàn)證：，需要測(cè)量或計(jì)算的物理量為：m，M，L，v，所以還需要的儀器有：刻度尺．
故答案為：刻度尺．
②設(shè)繩子上拉力為F，對(duì)小車(chē)根據(jù)牛頓第二定律有：
F=Ma    ①
對(duì)砂桶和砂有：mg-F=ma   ②
=，由此可知當(dāng)M＞＞m時(shí)，砂和砂桶的重力等于繩子的拉力，同時(shí)要平衡摩擦力．
故答案為：沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，平衡摩擦力．
③以小車(chē)為對(duì)象驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，合外力做的功為：W=mgx_AB       ①
小車(chē)經(jīng)過(guò)A、B兩點(diǎn)時(shí)的速度大小分別為：
，       ②
小車(chē)動(dòng)能的變化量為：△E_k=    ③
聯(lián)立①②③可得我們需要驗(yàn)證表達(dá)式： 
故答案為：．
（2）①由裝置圖可知，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接了直流電，應(yīng)該解交流電源；重物離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)，導(dǎo)致紙帶利用率太低，紙帶上打出的點(diǎn)太少．
故答案為：（i）接錯(cuò)直流電源，（ii）重物離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)．
②勻變速直線運(yùn)動(dòng)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，可以通過(guò)求BD段的平均速度表示C點(diǎn)的瞬時(shí)速度：


在下落過(guò)程中，重錘受重力mg和阻力F，根據(jù)牛頓第二定律得：
mg-f=ma
所以：f=mg-ma=0.25N
故答案為：3.89，0.25．
點(diǎn)評(píng)：該題考查了力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作和數(shù)據(jù)處理，正確解答這些問(wèn)題的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，提高應(yīng)用基本物理規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力．